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试析三维物探放线中GPS-RTK定位技术的优缺点

2020-07-07 447 上传者：管理员

摘要：我国科学技术得到了较快发展,其中,GPS-RTK技术在较多领域中有较广泛的应用,尤其是在测量方面,能够有效提高测量效率,比如,地籍测量、地形图测量以及施工放样等。但是,在使用的过程中,GPS-RTK技术也有自身的优点与缺点,其优点便是测量效率高、测量精度不受通视条件的影响等;缺点便是在一些情况下,易受到天气的影响,同时,还会出现高程问题。本文主要探究GPS-RTK定位技术在三维物探放线的优缺点。

关键词：
GPS-RTK技术
三维物探放线
优缺点
测绘学
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随着我国科学技术的不断发展，GPS-RTK技术得到了较快革新，主要是在GPS基础上发展而来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果。此种技术主要是以载波相位观测值为基础的实时差分，并且在此基础上，在一定测量范围之内能够达到较高的精度，这也是一种新型的测量方法。不管是准动态定位还是静态定位，在进行数据处理的过程中，很难实现结算定位结果，并且对观测数据无法进行检验审核，这在较大程度上很难确保观测数据质量，常常需要返工进行重复测量，这在一定程度上使GPS测量工作效率有不同程度的降低。为此，本文主要分析GPS-RTK技术在三维物探放线中的优缺点。

1、GPS-RTK技术概述

GPS定位系统主要是在人造地球卫星的基础上对地面点位进行精准的测定所采用的测量方法以及技术。此系统是由不同卫星构成，卫星分布在不同轨道中，其中轨道倾角是55°，高度为20200km。所以，在任何地点均能够接收到至少4颗卫星实施有效的定位，因GPS具有提供三维坐标能力，在较多领域中广泛应用。

2、GPSRTK技术工作原理

GPSRTK技术的工作原理主要是在等级较高的基站中进行GPS接收机的有效安装，并且在此基础上能够对观测到的卫星实施全面观测，在此过程中，通过接收机接收相关数据信息，再通过无线电形式传送至相应的设备中，输送到流动站，在此期间，流动站安装的GPS接收机会在卫星信号的基础上接收基准站传递的信息数据，最后，根据GPS定位原理对三维坐标与位置实施精准计算。

3、GPS-RTK技术在三维物探放线中的优点

3.1定位精度高

GPS-RTK技术是在三维无线放线中应用期间，实时动态显示经过可靠性检验的厘米级精度的测量成果，在此过程中具有较高的观测精度，并且在此基础上，所产生的误差较为均匀，能够在任何时间了解观测精度以及结果，同时，产生的误差之间不传递，并且相互独立。

3.2作业效率高

随着我国科学技术的不断发展，GPS-RTK技术有了较好的完善，并且在此基础上，相关软件也在不断更新。在定位的过程中，对于20km以内的静态定位，只需要约20分钟；在对快速静态相对定位测量的过程中，流动站与基准站间距为15km以内的情况下，流动站观测时间大约为两分钟，并且在此基础上还能够进行一次定位，其定位时间只需要几秒钟时间，定位速度较快。我国GPS接收机在进行一次定位测速工作，一般情况下，对于高动态用户来讲尤为重要。除此之外，流动站小组中，每组能够完成放线测量，此种工作效率与常规测量相比，效率相对比较高。

3.3操作简便，自动化程度高

在进行测绘定位的过程中，主要是安装工作，并且在此基础上将其开关机，同时，量取仪器高以及监视仪器的工作状态，在此过程中其他观测工作，比如，跟踪观测、卫星捕捉等，需要通过仪器来完成。随着对接收机的不断更新，接收机体积逐渐缩小，并且在此基础上，重量越来越轻，这在较大程度上能够使测量工作有不同程度的降低，同时，劳动强度也有一定的减少，这对测量工作质量的提高具有较大促进作用。

3.4观测时间段

随着GPS系统的不断完善与应用，一般情况下，所采用的HD5800GPSRTK技术在进行地形图测量的过程中，时间越来越短，一般情况下，只需要几秒钟，便能够对一个点位地形进行有效的测量。

3.5全天候作业

随着我国科学技术的发展，GPS卫星数量不断增加，并且分布均匀，能够在地球中任何位置进行同步观测。一般情况下，同步观至少有4颗卫星，这在较大程度上确保了全天候、连续实时导航与定位的需求。在使用GPS进行观测的过程中，能够在全天连续不断地进行观测工作。在此过程中，不受天气因素的影响，比如，刮风、阴雨天等。除此之外，因该项技术使用了伪码扩频技术，因此，在使用过程中，具有较好的保密性以及抗干扰性。

4、GPS-RTK技术在三维物探放线中的缺点

在进行GPS系统进行定位的过程中，主要是应当准确计算接收机与卫星之间的间距，再根据已有模式确定时间：距离=速度×时间，其速度主要是根据电磁波传播速度进行确定。此外，由于电磁波能够在真空中较快的传播，但是，在大气层中传播速度相对缓慢，主要是因在传播期间会受到一定的干扰，比如，对流层与电离层等。GPS系统只能对其进行平均计算，在一些区域中，会存在不同程度的差异性。在一些经济发展较高的城市或者在山区中，由于山地以及建筑物会对信号传播产生一定的影响，会使信号进行非直线传播，在对其实施计算期间，存在不同程度的误差。

GPS测量主要对卫星发射的信号进行接收，再对相关数据进行干扰来获得点位坐标，在接收期间，如果有信号产生干扰，均会使测量的坐标产生一定的误差情况，这在较大程度上无法提高测量精度。这就需要在测量之前有效选择测量点，在此过程中，需要注意的是应确保视野开阔，在视角范围内需要最大程度上避免障碍物。还需要与功率较大的无线发射源保持一定的距离，一般情况下，间距保持在400m，并且在此基础上远离高压输电线路，期间间距应大于200m。除此之外，还应远离有卫星信号接收的物体，并避开大面积水域。

在进行测量的过程中，测量精度还会受到环境的影响，尤其是在中午电离层干扰强度较大，通知共用卫星数量相对比较少，初始化时间比较长，甚至在一些情况很难进行初始化，这在较大程度上很难达到预期要求。此外，RTK耗电量相对较大，在运行期间，需要使用不同容量电池与电瓶，只有这样，才能确保工作的连续性。在一些电力供应缺乏的偏远地区或者山区，会使RTK技术运用期间受到不同程度的限制。

RTK在进行作业的过程中，对高程运行精度要求相对比较高，需要确保高程转化应当精确。但是，在我国一些地区，特别是山区，高程转换期间存在一定的误差，一些地区出现空白，这在较大程度上会使高程在转换至海拔高程的工作难度不断增加，并且在此基础上精度均匀程度也相对较低。

点位测量结果精确度与可靠性主要与以下几个因素有较大关系，比如，观测环境、接收机、卫星强度以及处理软件，在这些因素中常备忽略的便是观测环境，但是较为主要是误差来源。因射频干扰GPS广播功率相对比较低，在进行测量工作的过程中，极易受到周边射频信号的干扰。此外，安装定位综合机械系统也会出现不同程度的误差情况，使用微分GPS技术，该系统会得到地球同步卫星的最新误差校正信息，其中修正数据主要来自地面参考接收器。

5、结语

综上所述，在三维物探放线的过程中应用GPS-RTK技术尤为重要，逐渐成为快速定位测量工作中应用效果较高的技术。此外，测绘地形点主要是把基准站采集到载波相位给送至接收机，再对其进行三维坐标的解算，这在较大程度上可满足RTK定位可信度与精确度要求。随着我国观测技术的不断发展，数据处理得到了较好的改善，不但能够为我国社会发展创造良好经济效益，而且对多项产业的发展具有较大促进作用，这对GPS-RTK技术的应用会产生较好的积极影响。

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